SỰ TỪ HÓA CÁC CHẤT - SẮT TỪ

SỰ TỪ HÓA CÁC CHẤT - SẮT TỪ
Th?c hi?n: nhúm 5
NỘI DUNG
Các chất thuận từ, nghịch từ.
Các chất sắt từ.
Nam châm điện.
Hiện tượng từ trễ.
Ứng dụng chất sắt từ.

1. Các chất thuận từ và nghịch từ
-Tùy theo sự sắp xếp của các dòng điện trong phân tử mà từ trường của các dòng điện trong phân tử có thể khử lẫn nhau hoàn toàn (chất nghịch từ) hoặc không hoàn toàn (chất thuận từ).
-Các chất trong tự nhiên khi đặt trong từ trường đều bị từ hoá. Tuy nhiên không phải chất nào cũng có khả năng bị từ hoá như nhau. Chỉ một số chất có tính từ hoá mạnh (sắt từ - sẽ xét ở phần sau) và đa số còn lại là các chất có tính từ hoá yếu, bao gồm: chất thuận từ và chất nghịch từ.
1.1. Chất thuận từ
1. Các chất thuận từ và nghịch từ
Mômen từ của chất thuận từ rất nhỏ. Chúng không giữ được từ tính, mà lập tức bị mất đi khi ngắt từ trường ngoài.
Một số chất thuận từ điển hình là Al, Na, O2, Pt...
Nhôm
Natri
platin
1.2. Chất nghịch từ
Chất nghịch từ là chất không có mômen từ nguyên tử (tức là mômen từ sinh ra do các điện tử bù trừ lẫn nhau), vì thế khi đặt một từ trường ngoài vào, nó sẽ tạo ra các mômen từ ngược với từ trường ngoài.
Vật nghịch từ sẽ bị đẩy ra khỏi từ trường.
Tính nghịch từ là rất yếu.
Các chất nghịch từ điển hình là H2O, Si, Bi, Pb, Cu, Au...
1. Các chất thuận từ và nghịch từ
Trong từ trường thì các chất thuận từ và nghịch từ bị từ hoá, nhưng khi ta khử từ trường ngoài thì các vật này nhanh chóng trở lại trạng thái bình thường, khi đó từ tính của chúng bị mất
Xem video về chất thuận từ nghịch từ…
1. Các chất thuận từ và nghịch từ
2. Các chất sắt từ:
Các chất có tính từ hoá mạnh hợp thành một nhóm gọi là chất sắt từ. Các chất sắt từ điển hình: Fe, Ni, Co, Gd,…
Tính từ hoá mạnh ở sắt được giải thích là do sắt có cấu trúc đặc biệt về phương diện từ.
Sắt - một chất điển hình của nhóm sắt từ
Các chất sắt từ:
a. Mẫu sắt từ không đặt trong từ trường

b. Mẫu sắt từ đặt trong từ trường ngoài.
Phân loại:
Sắt từ mềm
Dễ từ hóa và dễ khử từ
Thường được dùng làm vật liệu hoạt động trong từ trường ngoài, ví dụ như lõi biến thế, lõi nam châm điện, các lõi dẫn từ...
Một số loại sắt từ mềm: tôn silic, hợp kim Permalloy, hợp kim FeCo, gốm ferrite MO.Fe2O3, hợp kim vô định hình và nano tinh thể
Sắt từ cứng
Khó khử từ và khó bị từ hóa
Dùng để chế tạo các nam châm vĩnh cửu hoặc được sử dụng làm vật liệu ghi từ trong các ổ đĩa cứng, các băng từ
Một số loại sắt từ cứng: hợp kim AlNiCo, gốm ferrite (BaFexO, SrFexO), sắt từ cứng liên kim loại chuyển tiếp - đất hiếm, hợp kim FePt và CoPt, nam châm tổ hợp trao đổi đàn hồi, …
Lõi thép
Lõi sắt non
Khi khóa K đóng
Khi khóa K mở
Cho dòng điện chạy qua một ống dây có lõi sắt thì lõi sắt được từ hóa. Từ trường của dòng điện trong ống dây gọi là từ trường ngoài.
Thay lõi sắt bằng một lõi thép thì từ trường tổng hợp cũng lớn gấp nhiều lần so với từ trường ngoài. sau khi ngắt dòng điện trong ống dây, từ tính của thép còn giữ được một thời gian dài. Thanh thép trở thành một nam châm vĩnh cửu hay gọi tắt là nam châm.
3. Nam châm điện
Mễ HèNH NAM CH�M DI?N
4. Hiện tượng từ trễ.
T? tru?ng
c?a lừi thộp
T? tru?ng ngo�i
Q
B1
L
BC
-BC
P
K
M
N
- B0
B0
-B1
A
+ Khi từ trường ngoài (Bn) tăng từ 0 đến B0 thì từ trường của lõi thép (Bt) tăng từ 0 đến B1 theo đường cong OAM.
+ Khi Bn giàm từ B0 đến 0 thì Bt giảm theo đường MP về giá trị B1’ khác 0. B1’ gọi là từ dư
B`1
+ Khi Bn biến đổi từ 0 đến – B0 thì Bt giảm theo đường PQN. Tại Q, Bt = 0, Bn = - Bc . Bc gọi là từ trường kháng từ của lõi thép.
Q
O
+ Khi Bn tăng từ -B0 đến B0 thì Bt tăng theo đường NKLM. Quá trình sau đó xảy ra theo đường cong kín, gọi là chu trình từ trễ.
4. Hiện tượng từ trễ
Từ trễ (magnetic hysteresis) là hiện tượng bất thuận nghịch giữa quá trình từ hóa và đảo từ ở các vật liệu sắt từ do khả năng giữ lại từ tính của các vật liệu sắt từ
Khi lõi thép bị từ hoá bởi từ trường ngoài, triệt tiêu từ trường ngoài, trong lõi thép vẫn còn tồn tại từ trường, gọi là từ dư
Khi lõi thép có từ dư, ta thấy từ trường ngoài có chiều ngược với chiều của từ dư và độ lớn bằng B, khi đó từ trường lõi thép bị triệt tiêu. B được gọi là từ trường kháng từ
Đường cong kín hay chu trình từ trễ của một chất diễn tả sự phụ thuộc của sự từ hoá trong chất đó vào từ trường ngoài
ỨNG DỤNG CỦA CÁC CHẤT SẮT TỪ
Loa di?n d?ng
Loa di?n t?
Micro
Ampe k? s?t quay
Role di?n t?
C?n c?u di?n
Một số ứng dụng sau:
Micro
Thực chất cấu tạo micro là một chiếc loa thu nhỏ, về cấu tạo micro giống loa nhưng micro có số vòng quấn trên cuộn dây lớn hơn loa rất nhiều vì vậy điện trở của cuộn dây micro là rất lớn khoảng 600Ω (điện trở loa từ 4Ω - 16Ω ) ngoài ra màng micro cũng được cấu tạo rất mỏng để dễ dàng dao động khi có âm thanh tác động vào. Loa là thiết bị để chuyển dòng điện thành âm thanh còn micro thì ngược lại, micro đổi âm thanh thành dòng điện âm tần.
ỨNG DỤNG CỦA CÁC VẬT SẮT TỪ
Rơle điện từ
Hình . Cấu tạo rơle điện từ tự động ngắt mạch
Trong sơ đồ bên N là nam châm điện, S là lá sắt. Lò xo L1 kéo lá sắt S và do đó giữ cho dao D không bị bật ra.

Nếu vì một lí do nào đó (ví dụ bị chập mạch) dòng điện trong mạch tăng quá mức cho phép thì nam châm điện N hút lá sắt S về phía nó. Khi đó lò xo L2 kéo dao D bật ra khỏi thanh tiếp xúc T. Vì vậy dòng điện bị ngắt.
a. Rơle điện từ tự động ngắt mạch
Hình . Cấu tạo rơle điện từ điều khiển việc ngắt mạch
b. Rơle điện từ điều khiển việc ngắt mạch
Bộ phận chủ yếu của rơ le là nam châm điện N. Khi đóng khoá K thì N hút thanh sắt S. Thanh sắt này mang bộ phận tiếp xúc, vì vây khi hút về phía nam châm điện nó sẽ đóng mạch điện công tác. Khi mở khoá K nam châm điện N nhả thanh sắt S nhờ lò xo L, do đó mạch bị ngắt.
Với rơle này ta có thể dùng dòng điện nhỏ để đóng mạch công tác trong đó thường có dòng điện rất lớn. Cách mắc rơ le này thường được dùng để điều khiển mạch công tác ở cách xa nơi điều khiển.
C?m on cụ v� cỏc b?n cỳ ý theo dừi
Cõu h?i tr?c nghi?m
1. Phỏt bi?u n�o sau dõy l� dỳng?
Ch?t thu?n t? l� ch?t b? nhi?m t? r?t m?nh, ch?t ngh?ch t? l� ch?t khụng b? nhi?m t?.
Ch?t thu?n t? v� ch?t ngh?ch t? d?u b? t? húa khi d?t trong t? tru?ng v� b? m?t t? tớnh khi t? tru?ng ngo�i m?t di.
Cỏc nam chõm l� cỏc ch?t thu?n t?.
S?t v� cỏc h?p ch?t c?a s?t l� cỏc ch?t thu?n t?.
2. Các chất sắt từ bị nhiễm từ rất mạnh là do:
A. Trong chất sắt từ có các miền nhiễm từ tự nhiên giống như các kim nam châm nhỏ
B. trong chất sắt từ có các dòng điện phân tử gây ra từ trường
C. chất sắt từ là chất thuận từ
D. chất sắt từ là chất nghịch từ
Cõu h?i tr?c nghi?m
3. Ch?n cõu phỏt bi?u dỳng?
Nam chõm di?n l� m?t ?ng dõy cú lừi s?t, khi cú dũng di?n ch?y qua ?ng dõy lừi s?t b? nhi?m t?, khi ng?t dũng di?n qua ?ng dõy t? tớnh c?a lừi s?t khụng b? m?t di.
Nam chõm di?n l� m?t ?ng dõy cú lừi s?t, khi cú dũng di?n ch?y qua ?ng dõy lừi s?t b? nhi?m t? r?t m?nh, khi ng?t dũng di?n qua ?ng dõy t? tớnh c?a lừi s?t b? m?t di.
C. Nam chõm vinh c?u l� cỏc nam chõm cú trong t? nhiờn, con ngu?i khụng t?o ra.
D. T? tớnh c?a nam chõm vinh c?u l� khụng d?i, khụng ph? thu?c cỏc y?u t? bờn ngo�i.
Cõu h?i tr?c nghi?m
4. Phỏt bi?u n�o sau dõy l� khụng dỳng?
Cỏc ch?t s?t t? du?c ?ng d?ng d? ch? t?o ra cỏc nam chõm di?n v� nam chõm vinh c?u.
Cỏc ch?t s?t t? du?c ?ng d?ng d? ch? t?o lừi thộp c?a cỏc d?ng co, mỏy bi?n th?.
Cỏc ch?t s?t t? du?c ?ng d?ng d? ch? t?o bang t? d? ghi õm, ghi hỡnh.
D. Cỏc ch?t s?t t? du?c ?ng d?ng d? ch? t?o ra cỏc d?ng c? do lu?ng khụng b? ?nh hu?ng b?i t? tru?ng bờn ngo�i.
Cõu h?i tr?c nghi?m
5.Ch?n phỏt bi?u sai:
A. Khi ng?t dũng di?n trong cu?n dõy c?a nam chõm thỡ t? tớnh c?a lừi s?t m?t r?t nhanh.
B. S?t cú t? tớnh m?nh l� vỡ trong s?t cú nh?ng mi?n t? hoỏ t? nhiờn.
C. Trong thiờn nhiờn cú r?t nhi?u nguyờn t? hoỏ h?c thu?c lo?i ch?t s?t t?.
D. Chu trỡnh t? tr? ch?ng t? s? t? hoỏ c?a s?t ph? thu?c m?t cỏch ph?c t?p v�o t? tru?ng gõy ra s? t? hoỏ.
�
Cõu h?i tr?c nghi?m
6. Chất nào sau đây có từ tính tồn tại khá lâu sau khi từ trường ngoài bị triệt tiêu?
Chất sắt từ mềm
Chất sắt từ cứng
Chất thuận từ và nghịch từ
Chất sắt từ mềm, chất thuận từ và nghịch từ
Cõu h?i tr?c nghi?m
7. Chất nào sau đây có từ tính bị mất rất nhanh sau khi từ trường ngoài
bị triệt tiêu?
Chất sắt từ mềm
Chất sắt từ cứng
Chất thuận từ và nghịch từ
Chất sắt từ mềm, chất thuận từ và nghịch từ
Cõu h?i tr?c nghi?m
Cõu 8. Ch?t n�o sau dõy l� ch?t s?t t? di?n hỡnh:
A.
Trời ơi!
Đúng rồi
Fe, Ni, Co, Gd
Cõu h?i tr?c nghi?m
C. Ni, Al, Pb, N

D. Au, Sn, Co, Ni
sai
B. Fe, Ag, Al, Cu
sai
Vì sao Fe bắt đầu mất từ tính ở nhiểt độ Curie
Fe mất từ tính khi nhiệt độ của nó vượt quá nhiệt độ Curie vì ở nhiệt độ cao, cấu trúc tinh thể của sắt và các vật liệu từ khác bị phá hủy, lúc đó sẽ phá vỡ trật tự về định hướng của từ trường trong các đômen, chúng không còn từ hóa được nữa.